- •1. Основные понятия и термины разработки месторождений полезных ископаемых
- •1.3. Запасы месторождения
- •Классификация запасов месторождений по степени их геологической изученности
- •Классификация промышленных запасов месторождений по степени их подготовленности к добыче
- •Потери и разубоживание при разработке месторождений
- •Ценность полезного ископаемого
- •1.4. Типы месторождений для открытых работ
- •1.5. Классификации месторождений для открытой разработки
- •2. Общие сведения о технологии открытых горных работ и границах карьера.
- •2.3 Основные элементы уступа
- •2.4. Коэффициент вскрыши
- •2.5. Преимущества и недостатки открытого способа разработки.
- •3. Этапы и производственные процессы открытой разработки
- •3.1. Основные производственне процессы открытых работ
- •3.2.3. Рыхление пород взрывами
- •3.2.3.1. Методы взрывных работ Сущность взрывного рыхления состоит в отделении определенного объема горных пород от массива и дроблении их до заданной крупности.
- •3.2.3.2. Основные параметры взрывных скважин
- •3.2.3.3. Способы бурения скважин
- •3.3.4. Буровой инструмент
- •3.2.5. Взрывчатые вещества и конструкции их зарядов
- •3.2.6. Способы инициирования зарядов вв
- •4.1. Разработка горных пород одноковшовыми экскаваторами.
- •4.1.1. Механическая лопата
- •4.1.2. Драглайн
- •4.2. Технология выемки пород и параметры забоев мехлопат
- •4.3. Технология выемки пород и параметры забоев драглайнов
- •4.4. Гидравлические экскаваторы
- •4.5. Одноковшовые погрузчики
- •4.6. Многоковшовые экскаваторы
- •4.6.2. Роторные экскаваторы
- •4.8. Выемка пород бульдозерами
- •5. Карьерный транспорт
- •5.1. Ж.Д. Транспорт
- •5.2. Автомобильный транспорт
- •6. Вскрытие карьерных полей
- •6.2. Классификация способов вскрытия
- •7. Системы открытой разработки меторождений
- •8. Отвалообразование и складирование горных пород.
- •8.1 Классификация отвалов
- •8.2. Строительство отвалов Строительство отвалов начинается с возведения первичной насыпи (площадки)
- •8.3. Плужные отвалы.
- •8.4. Экскаватороные отвалы.
- •8.4. Отвальное оборудование непрерывного действия
- •9. Рекультивация земель,нарушенных открытыми горными работами
- •10. Процессы обеспечения открытых горных работ
- •10.1. Осушение карьерных полей и карьеров
- •10.2. Проветривание карьеров
- •10.4. Борьба с пылью
- •11. Некоторые вопросы проектирования карьеров
- •11.2. Объем карьера
- •11.3. Конечная глубина карьера
3.1. Основные производственне процессы открытых работ
Основными производственными процессами открытых горных работ являются:
- подготовка горных пород к выемке;
- выемочно-погрузочные операции;
- перемещение горной массы;
- отвалообразование вскрышных пород;
- складирование добытого полезного ископаемого.
Процесс подготовки горных пород к выемке включает широкий перечень мероприятий, направленных на изменение естественного состояния горных пород с целью обеспечения эффективной их выемки. В практике открытых горных работ при подготовке горных пород к выемке наибольшее распространение нашел буровзрывной способ, предназначенный для отделения полускальных и скальных пород от массива и дробления их до кусков заданных размеров.
Выемочно-погрузочные операции предназначены для извлечения горной массы непосредственно из массива или из навала и погрузки их в транспортные средства. Выемка и погрузка обеспечивается одной машиной.
Процесс перемещения горной массы состоит в организации четкой и бесперебойной работы транспортных средств обеспечивающих своевременную перевозку значительных объемов в пределах карьера и за его пределами.
Отвалообразование вскрышных пород и складирование добытого полезного ископаемого заключается в приеме и размещении горной массы и полезного ископаемого на специально отведенных площадях при соблюдении безопасных условий труда и высокопроизводительной работы горного и транспортного оборудования.
3.2. СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ ПОРОД К ВЫЕМКЕ
Подготовка горных пород к выемке проводится с целью создания технической возможности и наилучших условий для выполнения последующих процессов выемки и погрузки горной массы, транспортирования, отвалообра зования и переработки.
В зависимости от типа и состояния пород подготовка их к выемке может осуществляться: - предохранением от промерзания, оттаиванием, гидравлическим ослаблением или разупрочнением, - механическим или взрывным рыхлением мерзлых мягких и плотных пород, - механическим рыхлением или взрывание на сотрясение плотных пород, - взрывнм рыхлением скальных и полускальных пород.
3.2.1. ПРЕДОХРАНЕНИЕ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЕ ПОРОД
Подготовка горных пород к выемке в зимних условиях включает комплекс мероприятий по предотвращению промерзания пород, рыхление мерзлых пород и приведение их в талое состояние. Обычно карьерные мехлопаты с ковшом емкостью 4 м3 могут разрабатывать без предварительного рыхления слой мерзлой породы мощностью 0,5-0,7. Бульдозерами, скреперами и цепными многоковшовыми экскаваторами в большинстве случаев невозможно или нерационально разрабатывать мерзлые породы без их предварительного рыхления.
Для предохранения от промерзания применяют: - вспашку; обычное (до 40-50 см) и глубокое (до 1- 1,3 м) рыхление; боронование на глубину до 20 см; утепление теплоизоляционными материалами, снеговым или искусственным ледовоздушним покровом; химическую обработку антикриогенами; специальные навесы и тепляки.
Оттаивание пород осуществляют паром, горячей водой или газами, глубинным или поверхностным электрообогревом, поверхностным пожогом и т.п. При глубинном электрообогреве электроды размещают в шпурах, пробуренных на глубину промерзания на расстоянии 0,5-0,7 друг от друга и пропускают электрический ток. Расход эл. энергии на оттаивание 1 м3 пород составляет от 8-10 до 20 кВт.ч. При поверхностном электрообогреве электроды в виде металлических полос или сетки располагают на поверхности оттаиваемого участка. Питание осуществляется от высокочастотного генератора.
При оттаивании применяют стальные трубы внутренним диаметром 19-22 мм и длиной 1,5-3 м, которые помешают в шпуры при расстоянии между ними 2-2,5 м или забивают в породу по мере её оттаивания. Продолжительность оттаивания 4-6 ч при расходе пара 24-27 кг на оттаивание 1 м3 породы. Аналогично осуществляется оттаивание горячей и холодной водой. Паро- и гидрооттаивание широко применяют при разработке многолетнемёрзлых пород.
Сущность оттаивания поверхностным пожегом заключается в сжигании слоя угля, торфа или дров на поверхности мерзлых пород. Примерный расход на оттаивание 1 м3 породы составляет: - уголь – 30-60 кг, торф – 120-140 кг, дрова – 0,14-0,17 м3. Применяют для оттайки глин в небольших объемах.
Химическая обработка хлористыми солями калия или натрия применяется для оттайки песчано-глинистых пород после их предварительной планировки и рыхления на глубину 20-30 см.
3.2.2. МЕХАНИЧЕСКОЕ РЫХЛЕНИЕ.
Предварительное механическое рыхление осуществляют прицепными или навесными рыхлителями, которые монтируются на мощном тракторе тягаче (Рис.4.1)
Р
Рис.
4.1. Конструкция навесного рыхлителя:
1- базовый трактор; 2 – гидроцилиндры
управления; 3 – рабочий орган (зуб)
Величина заглубления рыхлителя hз у мощных рыхлителей может достигать 2 2,5 м. Рыхлители могут иметь до 5 зубьев. Для подготовки плускальных применяют однозубчатые рыхлители, в плотных породах – многозубчатые.
Величина С находится в пределах 110-160 см. Для увеличения глубины hэ и обеспечения лучшей кусковатости горной массы применяют дополнительные перекрестные ходы. Расстояние между дополнительными ходами С' = (1,2 1,5)С. Угол наклона стенок борозды 40 60.
М
Рис..4.2. Схемы
механического рыхления: а
– рабочий орган; б
– вязкие монолитные породы; в – хрупкие
трещиноватые породы; hз
– величина заглубления зуба; C
– расстояние между смежными проходами;
- угол наклона стенок борозды; b
– ширина основания борозды.
Часовая производительность рыхлителей в легкорыхлимых породах может достигать 1200 м3.
Рыхлители используют в комплексе со скреперами, бульдозерами и одноковшовыми погрузчиками, которые производят послойную выемку горной массы в слоистых горных массивах, например угольных пластов с удалением глинистых и слабых прослойков в отвал.
Рыхлители по мощности тягачей подразделяют на сверхмощные (мощность двигателя свыше 220 кВт), мощные (110 220 кВт), средней мощности (58 110 кВт), легкие (до 58 кВт) с тяговым усилием тракторов соответственно 300 и более, 200300, 130200 и до 130 кН (табл. 1 и 2)
Технические характеристики отечественных рыхлителей
Показатель |
Рыхлитель |
||||||
ДП-26С |
ДП-22С |
ДП-9ВХЛ |
ДП-10С |
ДП-29АХЛ |
ДЗ-141ХЛ |
ДП-35УХЛ |
|
Базовый трактор |
Т-130.1.Г-1 |
Т-180КС |
ДЭТ-250М |
Т-330 |
ТТ-330Р-1-01 |
Т-500Р-1 |
Т-50.01 |
Мощность двигателя, кВт |
118 |
133 |
243 |
250 |
353 |
523 |
|
Тяговый класс, кН |
(100) |
(150) |
(250) |
(350) |
(750) |
||
Число зубьев |
1 |
1;3 |
1 |
1;3 |
1 |
1 |
1 |
Расстояние между осями зубьев, мм |
- |
795 |
- |
700 |
- |
- |
- |
Ширина наконечника зуба, мм |
66 |
86 |
105 |
114 |
120-125 |
125-130 |
|
Глубина рыхления, мм |
450 |
500 |
1200 |
700 |
700 |
1300 |
1780 |
Угол рыхления, градус |
45 |
48 |
45 |
45 |
45-50 |
25-50 |
30-83 |
Масса рыхлительного оборудования, т |
1,4 |
3,1 |
3,9 |
5,4 |
6,6 |
7,0 |
12,7 |
Технические характеристики гусеничных бульдозеров с рыхлителем, фирма «Катерпиллер» США
Показатели |
Тип бульдозера |
|||
D8L |
D9N |
D10N |
D11N |
|
Мощность двигателя, кВт |
265 |
299 |
415 |
605 |
Отвал: |
|
|||
тип |
SU |
SU/U |
U/S |
SU/U |
длина, м |
4,17 |
4,32/4,66 |
4,86/5,25 |
5,6/6,4 |
высота, м |
1,77 |
1,81 |
2,05 |
2,31 |
вместимость, м3 |
11,0 |
11,9/14,4 |
17,2/20,9 |
25,6/32,4 |
заглубление, м |
0,61 |
0,62 |
0,67 |
0,77 |
просвет, м |
1,29 |
1,37 |
1,56 |
|
Рыхлитель: |
|
|||
сила заглубления, кН |
135 |
150 |
197 |
266 |
максимальное заглубление, м |
1,16 |
1,23 |
1,37 |
1,61 |
Масса с отвалом и рыхлителем, т |
47,9 |
53,9 |
74,4 |
120,6 |
Примечание: S – прямой отвал; U – универсальный; SU – полууниверсальный. |